JP3052859B2 - ハイブリッド電気自動車の補機用電源装置 - Google Patents
ハイブリッド電気自動車の補機用電源装置Info
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Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機によって車
輪を駆動回転させることで走行するハイブリッド電気自
動車の補機用電源装置に関する。
輪を駆動回転させることで走行するハイブリッド電気自
動車の補機用電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境の問題から排気ガスの発
生を抑制するような、例えば、ハイブリッド電気自動車
の実用化が望まれており、特に、環境問題の厳しい都市
内での配送作業を行うトラックへの適用が望まれてい
る。このハイブリッド電気自動車は原動機及び発電機、
バッテリ、電動機などを搭載しており、このバッテリに
蓄電された電力、あるいは、原動機が駆動することで発
電機が発電する電力を選択的に使用し、この電力によっ
て電動機を駆動し、この電動機の出力軸に駆動連結され
た駆動輪を回転駆動することで車両を走行させるもので
ある。
生を抑制するような、例えば、ハイブリッド電気自動車
の実用化が望まれており、特に、環境問題の厳しい都市
内での配送作業を行うトラックへの適用が望まれてい
る。このハイブリッド電気自動車は原動機及び発電機、
バッテリ、電動機などを搭載しており、このバッテリに
蓄電された電力、あるいは、原動機が駆動することで発
電機が発電する電力を選択的に使用し、この電力によっ
て電動機を駆動し、この電動機の出力軸に駆動連結され
た駆動輪を回転駆動することで車両を走行させるもので
ある。
【０００３】図２に従来のハイブリッド電気自動車の補
機用電源装置における電気回路を示す。図２に示すよう
に、車両の駆動輪001に駆動連結される走行用モータ002
にはインバータ003を介してモータコントローラ004が接
続されており、このモータコントローラ004には主バッ
テリ005が接続されている。また、発電機コントローラ0
06を有する発電機007がモータコントローラ004及び主バ
ッテリ005に接続されている。そして、この発電機007に
はエンジン008が接続されると共に、エンジン008にはエ
アコンの圧縮機009が接続されている。
機用電源装置における電気回路を示す。図２に示すよう
に、車両の駆動輪001に駆動連結される走行用モータ002
にはインバータ003を介してモータコントローラ004が接
続されており、このモータコントローラ004には主バッ
テリ005が接続されている。また、発電機コントローラ0
06を有する発電機007がモータコントローラ004及び主バ
ッテリ005に接続されている。そして、この発電機007に
はエンジン008が接続されると共に、エンジン008にはエ
アコンの圧縮機009が接続されている。
【０００４】更に、補助バッテリ010はＤＣ／ＤＣコン
バータ（以下ＤＣコンバータと略記する。）011を介し
て主バッテリ005に接続されており、この補助バッテリ0
10には車両のヘッドランプやストップランプなどの灯火
系電装品、オーディオなどの音響電装品、あるいは、電
動パワーステアリング、ブレーキ用バキュームポンプ、
そして、モータコントローラ004や発電機コントローラ0
06などの制御系電装品などの補機電装品012が接続され
ている。
バータ（以下ＤＣコンバータと略記する。）011を介し
て主バッテリ005に接続されており、この補助バッテリ0
10には車両のヘッドランプやストップランプなどの灯火
系電装品、オーディオなどの音響電装品、あるいは、電
動パワーステアリング、ブレーキ用バキュームポンプ、
そして、モータコントローラ004や発電機コントローラ0
06などの制御系電装品などの補機電装品012が接続され
ている。
【０００５】従って、図示しないメインスイッチをＯＮ
とすると、主バッテリ005に蓄電された電力がモータコ
ントローラ004からインバータ003を介して走行用モータ
002に供給され、このモータコントローラ004を操作する
ことで、走行用モータ002に駆動連結された駆動輪001を
回転駆動して電気自動車を走行させることができる（バ
ッテリ走行）。そして、主バッテリ005に蓄電された電
力が減少すると、エンジン008を駆動し、発電機コント
ローラ006を操作して発電機007を作動し、発電した電力
を主バッテリ005に蓄電しながら、モータコントローラ0
04からインバータ003を介して走行用モータ002に供給
し、この走行用モータ002を駆動して電気自動車を走行
させる（ハイブリッド走行）。一方、補助バッテリ010
には、主バッテリ005に蓄電された電力がＤＣコンバー
タ011によって変圧されて蓄電されており、各種の補機
電装品012にこの補助バッテリ010から電力が供給されて
作動する。
とすると、主バッテリ005に蓄電された電力がモータコ
ントローラ004からインバータ003を介して走行用モータ
002に供給され、このモータコントローラ004を操作する
ことで、走行用モータ002に駆動連結された駆動輪001を
回転駆動して電気自動車を走行させることができる（バ
ッテリ走行）。そして、主バッテリ005に蓄電された電
力が減少すると、エンジン008を駆動し、発電機コント
ローラ006を操作して発電機007を作動し、発電した電力
を主バッテリ005に蓄電しながら、モータコントローラ0
04からインバータ003を介して走行用モータ002に供給
し、この走行用モータ002を駆動して電気自動車を走行
させる（ハイブリッド走行）。一方、補助バッテリ010
には、主バッテリ005に蓄電された電力がＤＣコンバー
タ011によって変圧されて蓄電されており、各種の補機
電装品012にこの補助バッテリ010から電力が供給されて
作動する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ハイブリッド電気自動車にあって、走行用モータ002に
よる電気自動車の走行時に、前述したように、補助バッ
テリ010には、主バッテリ005の電力、あるいは、発電機
007が発電した電力がＤＣコンバータ011によって変圧さ
れて蓄電されており、各種の補機電装品012はこの補助
バッテリ010に蓄電された電力によって作動している。
このＤＣコンバータ011による変圧可能な電力の容量
は、補機電装品012が消費する電力量に応じて設定され
ている。この場合、ハイブリッド走行時には、発電機00
7を駆動制御するための発電機コントローラ006を作動さ
せる必要があるため、バッテリ走行時に比べて補助バッ
テリ010から消費される電力量が大きくなる。即ち、従
来は、ＤＣコンバータ011による変圧可能な電力の容量
を、ハイブリッド走行時に発電機コントローラ006を含
む補機電装品012が消費する電力量に合わせて設定して
いた。
ハイブリッド電気自動車にあって、走行用モータ002に
よる電気自動車の走行時に、前述したように、補助バッ
テリ010には、主バッテリ005の電力、あるいは、発電機
007が発電した電力がＤＣコンバータ011によって変圧さ
れて蓄電されており、各種の補機電装品012はこの補助
バッテリ010に蓄電された電力によって作動している。
このＤＣコンバータ011による変圧可能な電力の容量
は、補機電装品012が消費する電力量に応じて設定され
ている。この場合、ハイブリッド走行時には、発電機00
7を駆動制御するための発電機コントローラ006を作動さ
せる必要があるため、バッテリ走行時に比べて補助バッ
テリ010から消費される電力量が大きくなる。即ち、従
来は、ＤＣコンバータ011による変圧可能な電力の容量
を、ハイブリッド走行時に発電機コントローラ006を含
む補機電装品012が消費する電力量に合わせて設定して
いた。
【０００７】ところが、バッテリ走行時には、発電機コ
ントローラ006を作動させる必要がないため、補機電装
品012が消費する電力量はそれほど大きくなく、ＤＣコ
ンバータ011による変圧可能な電力量は余裕があり過ぎ
て、所謂、オーバースペックとなってしまう。このＤＣ
コンバータ011は大型であり、且つ、高価なものであ
り、ハイブリッド電気自動車の高コスト化を招いてしま
うという問題があった。
ントローラ006を作動させる必要がないため、補機電装
品012が消費する電力量はそれほど大きくなく、ＤＣコ
ンバータ011による変圧可能な電力量は余裕があり過ぎ
て、所謂、オーバースペックとなってしまう。このＤＣ
コンバータ011は大型であり、且つ、高価なものであ
り、ハイブリッド電気自動車の高コスト化を招いてしま
うという問題があった。
【０００８】なお、ハイブリッド電気自動車として、例
えば、特開平８−９８３１８号公報に開示されたものも
ある。この公報に開示された「ハイブリッド電気自動車
の制御方法」は、バッテリ走行とハイブリッド走行が可
能なハイブリッド電気自動車において、エンジンが始動
し、所定回転以上で運転を初めてから車両の走行許可が
なされ、エンジンが止まった状態では車両が走り出すこ
とを禁止することにより、補機バッテリの蓄電量不足に
よる電装品の作動不良を防止することができる。
えば、特開平８−９８３１８号公報に開示されたものも
ある。この公報に開示された「ハイブリッド電気自動車
の制御方法」は、バッテリ走行とハイブリッド走行が可
能なハイブリッド電気自動車において、エンジンが始動
し、所定回転以上で運転を初めてから車両の走行許可が
なされ、エンジンが止まった状態では車両が走り出すこ
とを禁止することにより、補機バッテリの蓄電量不足に
よる電装品の作動不良を防止することができる。
【０００９】ところが、この公報に開示された「ハイブ
リッド電気自動車の制御方法」において、補機バッテリ
にはエンジンに装着されたオルタネータからのみ充電が
行われるようになっている。そのため、エンジンの停止
状態では、補機バッテリへの充電が行われず、補機バッ
テリの蓄電量不足による電装品の作動不良が発生するた
め、これを防止するために、エンジンの停止状態では車
両が走り出すことを禁止している。ところが、ハイブリ
ッド電気自動車の開発の目的は、排気ガスの発生を抑制
することであり、極力エンジンの駆動を少なくすべきで
あり、この公報に開示された「ハイブリッド電気自動車
の制御方法」のように、バッテリ走行時にもエンジンを
駆動するのでは、排気ガス発生の抑制には不十分であ
る。
リッド電気自動車の制御方法」において、補機バッテリ
にはエンジンに装着されたオルタネータからのみ充電が
行われるようになっている。そのため、エンジンの停止
状態では、補機バッテリへの充電が行われず、補機バッ
テリの蓄電量不足による電装品の作動不良が発生するた
め、これを防止するために、エンジンの停止状態では車
両が走り出すことを禁止している。ところが、ハイブリ
ッド電気自動車の開発の目的は、排気ガスの発生を抑制
することであり、極力エンジンの駆動を少なくすべきで
あり、この公報に開示された「ハイブリッド電気自動車
の制御方法」のように、バッテリ走行時にもエンジンを
駆動するのでは、排気ガス発生の抑制には不十分であ
る。
【００１０】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、排気ガスの発生を十分に抑制する一方で車両の
低コスト化を図ったハイブリッド電気自動車の補機用電
源装置を提供することを目的とする。
あって、排気ガスの発生を十分に抑制する一方で車両の
低コスト化を図ったハイブリッド電気自動車の補機用電
源装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のハイブリッド電気自動車の補機用電源装置
は、エンジンによって駆動される発電機からの給電によ
り充電されると共に走行用モータに電力を供給する主バ
ッテリと、該主バッテリの電圧を変圧して補機電装品に
電力を供給する変圧装置と、前記エンジンによって駆動
されて前記変圧装置と並列に前記補機電装品に電力を供
給する補機用オルタネータとを具えたことを特徴とする
ものである。
めの本発明のハイブリッド電気自動車の補機用電源装置
は、エンジンによって駆動される発電機からの給電によ
り充電されると共に走行用モータに電力を供給する主バ
ッテリと、該主バッテリの電圧を変圧して補機電装品に
電力を供給する変圧装置と、前記エンジンによって駆動
されて前記変圧装置と並列に前記補機電装品に電力を供
給する補機用オルタネータとを具えたことを特徴とする
ものである。
【００１２】従って、エンジンによって駆動される発電
機からの給電によって主バッテリに充電が行われ、この
主バッテリから走行用モータに電力が供給されること
で、この走行用モータが駆動して車両の走行が可能とさ
れる一方、変圧装置によって主バッテリの電圧が変圧さ
れて補機電装品に電力が供給されると共に、エンジンに
よって補機用オルタネータが駆動されて補機電装品に電
力が供給されることとなり、エンジンの停止状態であっ
ても、不具合なく補機電装品を作動することができ、ま
た、エンジンの停止状態に比べて補機電装品の必要電力
が増大するエンジンの運転状態であっても、オルタネー
タが駆動される分だけ供給可能な電力が増大することと
なり、確実に補機電装品を作動することができる。この
ため、変圧装置の小容量化が可能となる。
機からの給電によって主バッテリに充電が行われ、この
主バッテリから走行用モータに電力が供給されること
で、この走行用モータが駆動して車両の走行が可能とさ
れる一方、変圧装置によって主バッテリの電圧が変圧さ
れて補機電装品に電力が供給されると共に、エンジンに
よって補機用オルタネータが駆動されて補機電装品に電
力が供給されることとなり、エンジンの停止状態であっ
ても、不具合なく補機電装品を作動することができ、ま
た、エンジンの停止状態に比べて補機電装品の必要電力
が増大するエンジンの運転状態であっても、オルタネー
タが駆動される分だけ供給可能な電力が増大することと
なり、確実に補機電装品を作動することができる。この
ため、変圧装置の小容量化が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００１４】図１に本発明の一実施形態に係るハイブリ
ッド電気自動車の補機用電源装置における電気回路を示
す。
ッド電気自動車の補機用電源装置における電気回路を示
す。
【００１５】本実施形態のハイブリッド電気自動車の補
機用電源装置において、図１に示すように、車両の駆動
輪１１に駆動連結される走行用モータ１２にはインバー
タ１３を介してモータコントローラ１４が接続されてお
り、このモータコントローラ１４には主バッテリ１５が
接続されている。また、発電機コントローラ１６を有す
る発電機１７がモータコントローラ１４及び主バッテリ
１５に接続されている。そして、この発電機１７にはエ
ンジン１８が接続されると共に、エンジン１８にはエア
コンの圧縮機１９が接続されている。
機用電源装置において、図１に示すように、車両の駆動
輪１１に駆動連結される走行用モータ１２にはインバー
タ１３を介してモータコントローラ１４が接続されてお
り、このモータコントローラ１４には主バッテリ１５が
接続されている。また、発電機コントローラ１６を有す
る発電機１７がモータコントローラ１４及び主バッテリ
１５に接続されている。そして、この発電機１７にはエ
ンジン１８が接続されると共に、エンジン１８にはエア
コンの圧縮機１９が接続されている。
【００１６】更に、補助バッテリ２０は変圧装置をなす
ＤＣ／ＤＣコンバータ（以下ＤＣコンバータと略記す
る。）２１を介して主バッテリ１５に接続されており、
この補助バッテリ２０には車両のヘッドランプやストッ
プランプなどの灯火系電装品、オーディオなどの音響電
装品、あるいは、電動パワーステアリング、ブレーキ用
バキュームポンプ、そして、モータコントローラ１４や
発電機コントローラ１６などの制御系電装品などの補機
電装品２２が接続されている。また、エンジン１８には
補機用のオルタネータ２３が接続されており、この補機
用のオルタネータ（交流発電機）２３は補助バッテリ２
０及び補機電装品２２に接続されている。
ＤＣ／ＤＣコンバータ（以下ＤＣコンバータと略記す
る。）２１を介して主バッテリ１５に接続されており、
この補助バッテリ２０には車両のヘッドランプやストッ
プランプなどの灯火系電装品、オーディオなどの音響電
装品、あるいは、電動パワーステアリング、ブレーキ用
バキュームポンプ、そして、モータコントローラ１４や
発電機コントローラ１６などの制御系電装品などの補機
電装品２２が接続されている。また、エンジン１８には
補機用のオルタネータ２３が接続されており、この補機
用のオルタネータ（交流発電機）２３は補助バッテリ２
０及び補機電装品２２に接続されている。
【００１７】従って、図示しないメインスイッチをＯＮ
とすると、バッテリ走行の場合には、主バッテリ１５に
蓄電された電力がモータコントローラ１４からインバー
タ１３を介して走行用モータ１２に供給され、このモー
タコントローラ１４を操作することで、走行用モータ１
２に駆動連結された駆動輪１１を回転駆動して電気自動
車を走行させることができる。そして、主バッテリ１５
に蓄電された電力が減少するとハイブリッド走行とな
り、エンジン１８を駆動し、発電機コントローラ１６を
操作して発電機１７を作動し、発電した電力を主バッテ
リ１５に蓄電しながら、モータコントローラ１４からイ
ンバータ１３を介して走行用モータ１２に供給し、この
走行用モータ002を駆動して電気自動車を走行させるこ
とができる。
とすると、バッテリ走行の場合には、主バッテリ１５に
蓄電された電力がモータコントローラ１４からインバー
タ１３を介して走行用モータ１２に供給され、このモー
タコントローラ１４を操作することで、走行用モータ１
２に駆動連結された駆動輪１１を回転駆動して電気自動
車を走行させることができる。そして、主バッテリ１５
に蓄電された電力が減少するとハイブリッド走行とな
り、エンジン１８を駆動し、発電機コントローラ１６を
操作して発電機１７を作動し、発電した電力を主バッテ
リ１５に蓄電しながら、モータコントローラ１４からイ
ンバータ１３を介して走行用モータ１２に供給し、この
走行用モータ002を駆動して電気自動車を走行させるこ
とができる。
【００１８】一方、バッテリ走行時、補助バッテリ２０
には主バッテリ１５に蓄電された電力がＤＣコンバータ
２１によって変圧されて蓄電されており、各種の補機電
装品２２はこのＤＣコンバータ２１及び補助バッテリ２
０から供給される電力によって作動することができる。
また、ハイブリッド走行時には、前述と同様に、補助バ
ッテリ２０に蓄電された電力が補機電装品２２に供給さ
れると共に、エンジン１８によって補機用のオルタネー
タ２３が駆動し、発電された電力が補助バッテリ２０及
び補機電装品２２に供給されることとなり、各種の補機
電装品２２はこのオルタネータ２３、ＤＣコンバータ２
１及び補助バッテリ２０から供給される電力によって作
動することができる。
には主バッテリ１５に蓄電された電力がＤＣコンバータ
２１によって変圧されて蓄電されており、各種の補機電
装品２２はこのＤＣコンバータ２１及び補助バッテリ２
０から供給される電力によって作動することができる。
また、ハイブリッド走行時には、前述と同様に、補助バ
ッテリ２０に蓄電された電力が補機電装品２２に供給さ
れると共に、エンジン１８によって補機用のオルタネー
タ２３が駆動し、発電された電力が補助バッテリ２０及
び補機電装品２２に供給されることとなり、各種の補機
電装品２２はこのオルタネータ２３、ＤＣコンバータ２
１及び補助バッテリ２０から供給される電力によって作
動することができる。
【００１９】このように本実施形態のハイブリッド電気
自動車の補機用電源装置にあっては、バッテリ走行時に
は主バッテリ１５からＤＣコンバータ２１によって変圧
された電力が補機電装品２２に供給される一方、ハイブ
リッド走行時にはエンジンによって駆動するオルタネー
タ２３が発電した電力とＤＣコンバータ２１によって変
圧された電力が補機電装品２２に供給されることとな
り、エンジン１８の停止状態であっても、不具合なく補
機電装品２２を作動することができ、また、エンジン１
８が運転状態では、発電機コントローラ１６を作動させ
る必要から停止状態に比べて補機電装品２２の必要電力
が増大しても、オルタネータ２３が駆動される分だけ供
給可能な電力が増大するので、確実に補機電装品２２を
作動することができ、ＤＣコンバータ２１を小容量化で
きる。
自動車の補機用電源装置にあっては、バッテリ走行時に
は主バッテリ１５からＤＣコンバータ２１によって変圧
された電力が補機電装品２２に供給される一方、ハイブ
リッド走行時にはエンジンによって駆動するオルタネー
タ２３が発電した電力とＤＣコンバータ２１によって変
圧された電力が補機電装品２２に供給されることとな
り、エンジン１８の停止状態であっても、不具合なく補
機電装品２２を作動することができ、また、エンジン１
８が運転状態では、発電機コントローラ１６を作動させ
る必要から停止状態に比べて補機電装品２２の必要電力
が増大しても、オルタネータ２３が駆動される分だけ供
給可能な電力が増大するので、確実に補機電装品２２を
作動することができ、ＤＣコンバータ２１を小容量化で
きる。
【００２０】
【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように本発明のハイブリッド電気自動車の補機用電源装
置によれば、エンジンによって駆動される発電機からの
給電により充電されると共に走行用モータに電力を供給
する主バッテリを設け、この主バッテリの電圧を変圧し
て補機電装品に電力を供給する変圧装置を設けると共
に、エンジンによって駆動されてこの変圧装置と並列に
補機電装品に電力を供給する補機用オルタネータを設け
たので、エンジンの停止状態であっても、主バッテリの
電圧を変圧装置が変圧して補機電装品に電力を供給する
こととなり、不具合なく補機電装品を作動することがで
き、また、エンジンの停止状態に比べて補機電装品の必
要電力が増大するエンジンの運転状態であっても、エン
ジンによって駆動される補機用オルタネータが補機電装
品に電力を供給することとなり、確実に補機電装品を作
動することができ、その結果、排気ガスの発生を十分に
抑制する一方で、変圧装置を小容量化できることにより
低コスト化を図ることができる。
ように本発明のハイブリッド電気自動車の補機用電源装
置によれば、エンジンによって駆動される発電機からの
給電により充電されると共に走行用モータに電力を供給
する主バッテリを設け、この主バッテリの電圧を変圧し
て補機電装品に電力を供給する変圧装置を設けると共
に、エンジンによって駆動されてこの変圧装置と並列に
補機電装品に電力を供給する補機用オルタネータを設け
たので、エンジンの停止状態であっても、主バッテリの
電圧を変圧装置が変圧して補機電装品に電力を供給する
こととなり、不具合なく補機電装品を作動することがで
き、また、エンジンの停止状態に比べて補機電装品の必
要電力が増大するエンジンの運転状態であっても、エン
ジンによって駆動される補機用オルタネータが補機電装
品に電力を供給することとなり、確実に補機電装品を作
動することができ、その結果、排気ガスの発生を十分に
抑制する一方で、変圧装置を小容量化できることにより
低コスト化を図ることができる。
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自
動車の補機用電源装置における電気回路図である。
動車の補機用電源装置における電気回路図である。
【図２】従来のハイブリッド電気自動車の補機用電源装
置における電気回路図である。
置における電気回路図である。
１２ モータ １４ モータコントローラ １５ 主バッテリ １６ 発電機コントローラ １７ 発電機 １８ エンジン ２０ 補助バッテリ ２１ ＤＣコンバータ（変圧装置） ２２ 補機電装品 ２３ オルタネータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−233466（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−93517（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−79915（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−98318（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−55105（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 11/12 B60K 6/02
Claims (1)
- 【請求項１】 エンジンによって駆動される発電機から
の給電により充電されると共に走行用モータに電力を供
給する主バッテリと、該主バッテリの電圧を変圧して補
機電装品に電力を供給する変圧装置と、前記エンジンに
よって駆動されて前記変圧装置と並列に前記補機電装品
に電力を供給する補機用オルタネータとを具えたことを
特徴とするハイブリッド電気自動車の補機用電源装置。
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